[01251432]汽车快速控制原型及半实物仿真集成开发技术

该项目综述了已经开发出来的汽车底盘各控制系统的原理与特点，有关的环境和平台，总结和归纳了汽车电子控制产品的发展趋势，并介绍汽车电子控制装置的开发方法，提出了该项目的主要研究思路和研究内容。

1、该项目建立了比较完整的车辆系统动力学模型，包括整车的纵向、横向动力学模型，液压制动系统模型、轮胎模型和驾驶员模型等部分，建立相应的图形化车辆系统动力学仿真模型。通过仿真结果和仿真数据的比较，表明所建立的模型具有一定的精度，可以满足该项目研究工作的需要。

2、ABS、ASR和ESP控制逻辑的设计是该项目要主要研究的内容和对象。在介绍其基本原理的基础上，分析了各控制系统经典控制逻辑的优缺点。该项目采用新的思路，设计了ABS和ASR的逻辑门限状态控制算法和简化的ESP控制算法。然后，根据集成化、模块化理论，为了使三大控制功能协调工作，该项目设计了集成控制逻辑，即按一定的规则对其输出的PWM控制信号进行逻辑运算，形成最后的控制指令。稳定性是控制逻辑设计所必须解决的问题，该项目使用相空间轨迹和庞加莱映射证明了ABS逻辑门限状态控制算法的稳定性。

为了找到合适的PWM波形的占空比，还利用有限元法对高速开关电磁阀的响应特性作了分析。大量的仿真试验表明，所建立的控制系统逻辑算法正确，很好的实现了控制功能。

硬件在环仿真越来越多地被汽车电子产品开发者所采用。该项目以SIMULINK/xPC目标环境为工具，建立了汽车底盘集成制动力控制器的硬件在环仿真开发平台，定义了相关的硬件系统及其信号连接，并对开发平台的实时仿真性能进行了分析。

底盘集成制动力控制系统ECU设计是该项目的最终目的。该项目以MOTOROLA微控制器MC9S12DP256B为CPU进行了相关的外围电路设计，并制作了印刷电路板，根据控制器的输入/输出信号定义进行了相应的硬件接口引脚定义。然后，使用单片机C语言，编制了完整的控制程序。通过把ECU嵌入到硬件在环仿真设计平台，并运行控制程序和车辆系统动力学实时仿真模型，对各控制功能进行了仿真研究。结果表明，所开发的ECU工作可靠，性能稳定，效果理想。

该项目从实际工程应用的角度出发，详细地建立了基于车轮加减速度的ABS模糊控制方法，通过使用三维输入，较好的克服了以往基于车轮加减速度模糊控制中轮速波动较大的缺点，获得了较好的控制效果。

在上面几部分工作的基础上，形成了一良好的、可用于汽车底盘控制系统开发的快速控制原型与半实物仿真相集成的开发环境。